Quercus

Introduction

Photo JM Gion, CIRAD

La forêt couvre 26,6% des terres émergées, surface qui ne cesse de diminuer devant la pression de l’agriculture, surtout dans les zones tropicales. Avec 2% du produit intérieur brut mondial, la forêt représente le cinquième secteur d’activité économique, le secteur de la trituration (pâte, papier, panneaux) représentant 60% du marché. Le bois est aussi une source d’énergie naturelle renouvelable et constitue un puits de carbone important. En 1995, on estimait que 75% du bois d’industrie étaient produits par les «  forêts naturelles  », 25% étant issus de plantations industrielles. Au cours des prochaines décennies, l’augmentation de la population (8 milliards d’habitants en 2020) devrait entraîner un accroissement majeur de la demande de bois (+25% d’ici 2010, données FAO), surtout dans les pays en voie de développement. Afin d’éviter des prélèvements abusifs, les recommandations suivantes ont été émises en 1992 lors de la Conférence de Rio :

• réduction de 30% de la contribution des forêts naturelles,
• augmentation de 40% de la contribution des plantations industrielles et du recyclage.

Ces quelques chiffres indiquent clairement la nécessité d’augmenter la production de bois dans des plantations industrielles dévolues à cette fonction, tout en essayant de diminuer les pressions exercées sur les forêts primaires. L’accroissement de la productivité passe par l’adoption de pratiques sylvicoles optimisées, ainsi que par le développement de variétés génétiquement améliorées. Les espèces forestières sont encore peu domestiquées, elles renferment une diversité génétique élevée et des progrès considérables peuvent être escomptés au cours des premiers cycles de sélection. Ainsi, face à l’accroissement des besoins en bois de l’industrie et de la société, les forêts cultivées auront un rôle économique de plus en plus important à jouer. Cependant, dans un monde qui change, les objectifs de production doivent tenir compte de l’évolution rapide de l’économie (demande d’une matière première de qualité) et des changements attendus de l’environnement (global change). Il ne s’agit donc pas d’adopter un simple schéma productiviste pour nos forêts tempérées, mais de prendre en compte d’autres critères pour assurer leur pérennité.
Assurer la qualité de la matière première et l’adaptation au milieu des arbres qui la produiront constituent deux critères importants de la durabilité et de la multifonctionnalité des écosystèmes forestiers, reconnus lors des trois conférences inter-ministérielles sur la protection des forêts européennes (Strasbourg 1990, Helsinki 1993 et Lisbonne 1998).

Les activités menées sur les différentes espèces du projet ForEST s’intègrent dans ces engagements internationaux et s’attachent à développer deux thématiques de recherches autour de la qualité du bois et l’adaptation au milieu. Partant du fait que la gestion durable des forêts passera par la connaissance des mécanismes moléculaires et physiologiques du fonctionnement des arbres, l’objectif scientifique de notre projet est d’identifier les gènes d’intérêt écologique et économique pour mieux valoriser et gérer les ressources génétiques forestières. Il s’agira plus concrètement d’utiliser ses outils moléculaires dans le cadre de programmes d’amélioration pour exploiter les ressources génétiques et dans le cadre de programmes de conservation pour gérer les ressources génétiques.

CHÊNES : évaluer la diversité génétique des gènes impliqués dans l’adaptation des arbres à leurs milieux

Le chêne sessile et le chêne pédonculé sont les deux espèces feuillues les plus importantes en Europe tant sur le plan de la surface forestière couverte que sur le plan économique (ressources en bois). Ces deux espèces vivent en sympatrie mais occupent des niches écologiques différentes : le chêne pédonculé pousse sur des zones humides, riches en minéraux et supporte des périodes d’engorgement en eau du sol mais est très sensible à la sécheresse alors que le chêne sessile requière des sols plus secs, mieux drainés et moins riches en minéraux.
Les contraintes environnementales subies par nos forêts tempérées sont principalement liées aux aléas climatiques (sécheresse, vents, incendies). Elles seront amplifiées dans les prochaines décennies par le réchauffement global de la planète. Ces modifications génèreront des pressions de sélection qui affecteront leur adaptation à un milieu restreint en eau. L’alimentation en eau constitue en effet le principal facteur limitant la croissance, voire de la survie des arbres. Par ailleurs, les changements climatiques annoncés se caractériseront par des modifications de la longueur des saisons de végétation (dont dépend la date de débourrement du bourgeon végétatif). En particulier, l’allongement de la saison de végétation rendra d’autant plus sensibles les arbres aux aléas climatiques (gelées tardives ou précoces). Dans ce contexte, il est urgent de comprendre la capacité de réponse et d’adaptation des arbres à ces modifications brutales. Nous proposons d’apporter des éléments de réponse à ces questionnements en utilisant les outils de la génomique fonctionnelle (transcriptome, protéome, cartographie génétique et détection de QTL, étude d’associations en populations naturelles) ainsi qu’en prenant en compte la diversité génétique des chênes. L’approche que nous suivons s’appuie sur des compétences en génétique (moléculaire, quantitative et des populations) disponibles au sein de l’UMR BIOGECO, ainsi que sur une collaboration avec les écophysiologistes de l’INRA de Nancy (UMR Ecologie et Ecophysiologie Forestière).